JPH10138499A - インクジェットヘッドおよびインクジェット装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ばね部材の製造のための手間やコストが嵩
み、組み立て作業が正しく行われない場合にはプリント
品質が低下する。 【解決手段】 電気熱変換体１８が設けられた基板１３
と、電気熱変換体１８に対応する溝３２およびこれら溝
３２の一端に連通して液滴を吐出するための吐出口３１
が形成された溝付き部材１４と、この溝付き部材１４を
基板１３に接合するための接合ユニット１６とを具え、
基板１３と溝付き部材１４とを接合して吐出口３１に連
通する液路３３を形成するようにしたインクジェットヘ
ッド１１であって、接合ユニット１６は、溝３２が形成
された面と反対側の溝付き部材１４の面に当接する押圧
面４１を持った板ばね３９を有し、溝付き部材１４は、
溝３２が形成された面と反対側の面から突出して板ばね
３９の押圧面４１が当接するばね受け部４２を有し、こ
のばね受け部４２は、溝３２の形成領域に対応して設け
られている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットヘ
ッドおよびこのインクジェットヘッドが搭載されるイン
クジェット装置に関し、特に吐出口がプリント媒体のプ
リント領域の全幅に亙って配置されたフルラインタイプ
のものに応用して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットプリント法は、インクジ
ェットヘッドに配設された吐出口からインクやこのイン
クの特性を調整するための処理液を吐出させ、これを紙
などのプリント媒体に付着させることにより、プリント
を行う方法であり、騒音の発生が極めて少なく、かつ高
速プリントが可能である。なかでも、熱エネルギーを液
体に作用させ、液体を急激に加熱することによって気泡
を発生させ、この気泡の体積膨張によって液路内の液体
を吐出口から液滴として噴射し、気泡の消滅時に液室か
ら液路内に液体を導入するようにした形態のインクジェ
ットヘッドは、プリント信号に対する応答性が良いこ
と、および高マルチヘッド化が容易であることなどの利
点を有する。

【０００３】かかる一般的なインクジェットヘッドは、
それぞれ液滴を吐出するための吐出エネルギー発生部が
設けられた基板と、吐出エネルギー発生部に対応する溝
およびこれら溝の一端にそれぞれ連通する吐出口が形成
された溝付き部材とを具え、これら基板と溝付き部材と
を相互に接合することによって、吐出口にそれぞれ連通
する液路を形成し、吐出エネルギー発生部に対応した液
路から吐出口を介して液滴を吐出させるようにしてい
る。

【０００４】このようなインクジェットヘッドの主要部
の断面構造を図１６に示す。すなわち、ベースプレート
１２上に固定された基板１３には、溝付き部材１４が重
ね合わされ、この溝付き部材１４にはばね部材３９の先
端部が押し当てられており、このばね部材３９のばね力
によって溝付き部材１４の溝３２および凹部２７が形成
された面が図示しない吐出エネルギー発生部が設けられ
た基板１３に密着し、各吐出エネルギー発生部を含む液
路３３および共通液室３５を形成する。インクなどの液
体は、溝付き部材１４の液体供給路３７および共通液室
３５を通って液路３３に供給され、この液路３３に臨む
図示しない吐出エネルギー発生部により吐出口３１から
液滴となって吐出される。

【０００５】このような構造のインクジェットヘッド１
１においては、溝付き部材１４に対するばね部材３９の
押圧面４１の位置によって、溝付き部材１４の溝３２が
形成された面と基板１３との密着性を左右することが判
明している。通常、溝３２が形成された領域の真上にば
ね部材３９の押圧面４１が位置するように、溝付き部材
１４に対するばね部材３９の押圧面４１の押圧位置を設
定することが望ましい。例えば、図１７に示すように、
ばね部材３９の押圧面４１の押圧位置が、溝付き部材１
４の溝３２が形成された領域から後方（図中、右方向）
にずれていたりすると、溝付き部材１４の溝３２が形成
された面と基板１３との密着状態が低下し、隣接する液
路３３の間での液体の漏洩、つまりクロストークが発生
し、プリント品質の低下をもたらす虞がある。

【０００６】このようなことから、板厚の厚いばね部材
３９を使用した場合には、その押圧面４１に面取り部５
８を形成し、押圧面４１の長さ（溝３２の長手方向に沿
った寸法）を溝３２の長手方向に沿った長さ（一般的に
は、０. ３〜０. ５mm程度）に対応させ、さらに押圧面
４１全体が均一に溝付き部材１４の上面に当接するよう
に、押圧面４１に端面加工を施している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図１６および図１７に
示すような従来のインクジェットヘッドにおいては、溝
付き部材１４の溝３２が形成された面と基板１３とが確
実に密着するように、溝３２の長さに応じてばね部材３
９の押圧面４１に面取り部５８を形成したり、押圧面４
１の角度やその平滑性に注意を払って端面加工を施した
上、これらを精度よく組み立てる必要があった。

【０００８】このため、ばね部材３９の加工に要する手
間や製造コストが嵩む上、組み立てに要する手間も嵩む
という不具合があり、この組み立て作業が正しく行われ
ない場合には、プリント品質が低下してしまう虞があっ
た。

【０００９】

【発明の目的】本発明の目的は、ばね部材の先端部に特
別な加工を施すことなく、基板と溝付き部材の溝が形成
された面とを確実に密着状態で接合し得るインクジェッ
トヘッドおよびこのインクジェットヘッドを用いたイン
クジェット装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の形態は、
それぞれ液滴を吐出するための吐出エネルギー発生部が
設けられた基板と、前記吐出エネルギー発生部に対応す
る溝およびこれら溝の一端にそれぞれ連通する吐出口が
形成された溝付き部材と、この溝付き部材の前記溝が形
成された面を前記基板に押し当ててこれらを接合するた
めの接合ユニットとを具え、前記基板と前記溝付き部材
とを接合することにより前記吐出口にそれぞれ連通する
液路を形成し、前記吐出エネルギー発生部に対応した前
記液路から前記吐出口を介して液滴を吐出させるように
したインクジェットヘッドであって、前記接合ユニット
は、前記溝が形成された面と反対側の前記溝付き部材の
面に当接する押圧面を持ったばね部材を有し、前記溝付
き部材は、前記溝が形成された面と反対側の面から突出
して前記ばね部材の前記押圧面が当接するばね受け部を
有し、このばね受け部は、前記溝の形成領域に対応して
設けられていることを特徴とするインクジェットヘッド
にある。

【００１１】また、本発明の第２の形態は、それぞれ液
滴を吐出するための吐出エネルギー発生部が設けられた
基板と、前記吐出エネルギー発生部に対応する溝および
これら溝の一端にそれぞれ連通する吐出口が形成された
溝付き部材と、この溝付き部材の前記溝が形成された面
を前記基板に押し当ててこれらを接合するための接合ユ
ニットとを有し、前記基板と前記溝付き部材とを接合す
ることにより前記吐出口にそれぞれ連通する液路を形成
し、前記吐出エネルギー発生部に対応した前記液路から
前記吐出口を介して液滴を吐出させるようにしたインク
ジェットヘッドの取り付け部を具えたインクジェット装
置であって、前記接合ユニットは、前記溝が形成された
面と反対側の前記溝付き部材の面に当接する押圧面を持
ったばね部材を有し、前記溝付き部材は、前記溝が形成
された面と反対側の面から突出して前記ばね部材の前記
押圧面が当接するばね受け部を有し、このばね受け部
は、前記溝の形成領域に対応して設けられていることを
特徴とするインクジェット装置にある。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の第１の形態によるインク
ジェットヘッドにおいて、吐出口が開口する溝付き部材
の吐出口面に対して溝の長手方向に沿ったばね受け部の
反対側に位置する後端は、吐出口と反対側の溝の後端を
含む溝が形成された面と垂直な平面内に位置するか、あ
るいはこの平面よりも吐出口面側に位置するものである
ことが好ましい。また、ばね受け部の溝の長手方向に沿
った先端側は、吐出口面側に臨んでいてもよいし、溝付
き部材には、ばね部材の先端面の位置を規制する位置規
制部がばね受け部の先端側にさらに突出状態で形成され
ていてもよい。さらに、溝の長手方向に沿ったばね受け
部の長さは、溝の長手方向に沿ったばね部材の押圧面の
長さよりも小さいことが好ましく、吐出口が開口する溝
付き部材の吐出口面から溝の長手方向に沿ったばね受け
部の後端までの距離は、吐出口面から溝の長手方向に沿
った当該溝の後端までの距離以下に設定されていること
が有効である。溝付き部材には、吐出口と反対側の溝の
後端に連通して液体が供給される共通液室となる凹部が
形成されていることが好ましく、吐出エネルギー発生部
は、液体に膜沸騰を生じさせて吐出口から液体を吐出さ
せるための熱エネルギーを発生する電気熱変換体を有す
るものであってもよい。

【００１３】なお、液体は、インクか、プリント媒体に
吐出されるインクの特性を調整する処理液か、あいはこ
れらインクおよび処理液であってもよい。

【００１４】本発明によるインクジェットヘッドの概念
を表す図１および図２に示すように、ベースプレート１
２上に固定された基板１３には、溝付き部材１４が重ね
合わされる。溝３２および凹部２７が形成された面と反
対側の溝付き部材１４の面には、吐出口３１が開口する
吐出口面２９に先端側が臨むばね受け部４２が突設され
ており、このばね受け部４２には接合ユニットの一部を
構成するばね部材３９の押圧面４１が押し当てられる。
吐出口面２９からばね受け部４２の後端までの距離は、
吐出口面２９から溝３２の後端までの距離と同じか、あ
るいはこれよりも短く設定されている。

【００１５】図１においては、ばね受け部４２全面にば
ね部材３９の押圧面４１が当接した状態を示しており、
これによって溝３２が形成された溝付き部材１４の面が
基板１３の表面に確実に密着する。図２に示すように、
溝付き部材１４に対してばね部材３９の先端部の位置が
多少ずれたとしても、ばね部材３９の押圧面４１は、溝
付き部材１４のばね受け部４２にのみ押し当たるため、
溝３２が形成された溝付き部材１４の面が基板１３の表
面に確実に密着し、各吐出エネルギー発生部を含む液路
３３および共通液室３５を形成する。インクなどの液体
は、溝付き部材１４のインク供給路３７および共通液室
３５を通って液路３３に供給され、この液路３３に臨む
図示しない吐出エネルギー発生部により吐出口３１から
液滴となって吐出される。

【００１６】本発明の第２の形態によるインクジェット
装置において、吐出口は、プリント媒体のプリント領域
の全幅に亙って配列しているものであってもよい。

【００１７】

【実施例】本発明によるインクジェットヘッドの一実施
例について、図３〜図１３を参照しながら詳細に説明す
る。

【００１８】本実施例におけるインクジェットヘッドの
外観を表す図３およびその分解状態を表す図４に示すよ
うに、本実施例のインクジェットヘッド１１は、セラミ
ックスや金属などで形成されたベースプレート１２と、
このベースプレート１２上に重ね合わされる複数のヒー
タボード１３と、これらヒータボード１３の前端側に重
ね合わされる溝付き部材１４と、インクなどの液体が蓄
えられた図示しない液体タンクに連通して液体を溝付き
部材１４に供給するための液体供給ユニット１５と、こ
の溝付き部材１４をヒータボード１３に接合するための
接合ユニット１６と、ヒータボード１３の後端側に配置
される配線基板１７とで主要部が構成される。

【００１９】図３, 図４およびベースプレート１２とヒ
ータボード１３との接合部分の断面構造を拡大して表す
図５に示すように、本発明の基板としての各ヒータボー
ド１３の前端部上面には、本発明の吐出エネルギー発生
部としての電気熱変換体１８がそれぞれ所定間隔Ｐにて
形成され、これら電気熱変換体１８にそれぞれ電気的に
接続する電極パッド１９が各ヒータボード１３の後端部
上面にそれぞれ所定間隔で形成されている。シリコンウ
ェハなどから半導体装置製造技術を用いて形成される各
ヒータボード１３は、ベースプレート１２上に所定の厚
さの接着剤２０を介して接合されており、相互に隣接す
る各ヒータボード１３の間隔も、これらヒータボード１
３の側端に位置する各電気熱変換体１８の間隔が先の所
定間隔Ｐとなるように設定されている。また、これら隣
接するヒータボード１３の間には、ベースプレート１２
側へのインクの漏出を防止するための封止剤２１が充填
されている。

【００２０】なお、隣接するヒータボード１３の間隙部
分からインクが漏出する虞のない場合には、上述した封
止剤２１を使用する必要はない。また、本実施例では１
２８個の電気熱変換体１８を３６０dpi の密度に対応す
る７０. ５μｍの間隔Ｐでそれぞれ形成したヒータボー
ド１３を採用している。また、上述した電気熱変換体１
８の代わりに圧電素子を吐出エネルギー発生部として使
用するようにしてもよい。

【００２１】ヒータボード１３と共に接着剤を介してベ
ースプレート１２上に接合される配線基板１７の前端部
接合面には、ヒータボード１３の後端部上面に形成され
た電極パッド１９と対応する電極パッド２２が突設さ
れ、これら電極パッド１９, ２２はワイヤボンディング
などを介して電気的に接続される。この配線基板１７の
電極パッド２２は、当該配線基板１７の後端中央部に設
けたコネクタ２３に接続し、さらにこのコネクタ２３を
介して各電気熱変換体１８に対する通電のオン／オフを
制御する図示しない制御装置に接続する。

【００２２】本実施例におけるベースプレート１２の形
状を表す図６に示すように、例えば、アルミニウムのダ
イキャスト成型により作られるベースプレート１２に
は、ヒータボード１３を支持するためのヒータボード支
持部２４や、配線基板１７を位置決めするための突起部
２５の他に、接着剤２０を供給するための接着剤供給溝
２６やこの接着剤供給溝２６に接続する凹部２７、さら
にはヒータボード１３をこのベースプレート１２上に仮
固定するために用いられる吸引用の開口２８などが形成
されている。

【００２３】溝付き部材１４の正面形状を表す図７およ
びその平面形状, 底面形状をそれぞれ表す図８, 図９お
よび図７中のＸ−Ｘ矢視断面構造を表す図１０に示すよ
うに、溝付き部材１４の正面側を向く吐出口面２９に
は、ベースプレート１２およびヒータボード１３の前端
面に当接する位置決め用のフランジ部３０が設けられて
おり、このフランジ部３０を貫通して吐出口面２９に一
端が開口する吐出口３１の他端には、溝付き部材１４の
底面前端部に前記所定間隔Ｐで刻設される台形断面の溝
３２が連通している。後述する液路３３を形成するため
のこれら台形断面の溝３２の他端は、溝付き部材１４の
底面後部にその長手方向に沿って形成された凹部３４に
接続し、後述する共通液室３５を形成するためのこの凹
部３４には、溝付き部材１４をその長手方向に沿って貫
通するステンレス鋼管などの円筒状をなす液体供給管３
６の外周面の一部が臨んだ状態となっている。そして、
この液体供給管３６には、当該液体供給管３６内に形成
される液体供給路３７と凹部３４とを連通する液体供給
孔３８が穿設されている。

【００２４】溝付き部材１４の上面の吐出口面２９側に
は、後述する接合ユニット１６の板ばね３９の先端面の
位置を規制するための位置規制部４０と、本発明のばね
部材としての板ばね３９の押圧面４１が当接するばね受
け部４２とが突設されている。ばね受け部４２は、溝３
２の真上に形成されることが望ましく、このばね受け部
４２の後端は、溝３２の後端、つまりこの溝３２に連通
する凹部３４の前端を含む底面に対して垂直な平面内に
あるか、あるいはこの平面よりも位置規制部４０側に位
置していることがより好ましい。換言すれば、吐出口面
２９からばね受け部４２の後端までの距離は、同じく吐
出口面２９から溝３２の後端までの距離と同じか、ある
いはこれよりも短く設定すべきである。

【００２５】これにより、板ばね３９の押圧面４１が溝
付き部材１４のばね受け部４２に当接し、その真下に位
置する溝付き部材１４の溝３２の部分に集中荷重が負荷
する結果、ばね受け部４２に対する板ばね３９の押圧面
４１の位置が多少ずれた場合でも、溝３２が形成された
溝付き部材１４の底面先端部に荷重が集中するため、ク
ロストークに最も影響を与える溝付き部材１４の底面先
端部を確実にヒータボード１３に接合することができ
る。

【００２６】なお、溝付き部材１４の上面からのばね受
け部４２の突出量は、これが変形して板ばね３９の押圧
面４１が溝付き部材１４の上面にも当接してしまうよう
な虞がない寸法、例えば０. １mm程度でもよい。

【００２７】矩形の棒状をなす溝付き部材１４の長手方
向両端部から突出する液体供給管３６の両端部には、ベ
ースプレート１２に融着接合された液体供給ユニット１
５の一部を構成する可撓性の液体配管４３が図示しない
ストレーナを介して連結されている。この液体配管４３
は、インクなどの液体を蓄える図示しない液体タンクに
接続しており、これにより、液体タンク内の液体は、液
体供給ユニット１５の液体配管４３を介して液体供給管
３６内から液体供給孔３８および共通液室３５となる凹
部３４を通って液路３３となる溝３２に供給される。

【００２８】図３および接合ユニット１６の平面構造を
表す図１１ならびに後述するばね力調整治具４４を取り
付けた状態の断面構造を表す図１２に示すように、本実
施例における接合ユニット１６は、配線基板１７の上か
らベースプレート１２にかしめやボルトによって一体的
に固定されるばねホルダ４５と、このばねホルダ４５に
基端側が一体的に埋設された上述の板ばね３９とを有す
る。この板ばね３９を支持するばねホルダ４５は、ＰＰ
Ｓなどの樹脂からなり、板ばね３９とインサート成型な
どで一体に構成される。この場合、板ばね３９の基端側
の固定強度を高めるため、この板ばね３９の一体成型部
分には切り起こし部４６がプレス形成されている。

【００２９】リン青銅やステンレス鋼などから作られる
板ばね３９の先端側には、ヒータボード１３の間隔と対
応した間隔で切り欠き部４７が形成され、これによって
仕切られた部分には、それぞれ矩形の開口部４８が形成
されている。この板ばね３９の先端部は下方に折り曲げ
られ、この折り曲げ部４９が溝付き部材１４の位置規制
部４０に当接することにより、押圧面４１が吐出口面２
９よりも前方（図１２中、左側）に配置されるような不
具合を未然に防止している。

【００３０】これにより、板ばね３９の押圧面４１に面
取りや平坦化などの特別な加工を付加することなく、製
造時の打ち抜きのままの状態で使用することができ、製
造コストやその製造に要する手間を大幅に削減すること
ができる。

【００３１】溝付き部材１４に対する板ばね３９の押圧
力は、溝付き部材１４の剛性にもよるが、１つの吐出口
３１当たり１４ｇ〜２８ｇ程度必要である。従って、本
実施例の如きフルラインタイプのインクジェットヘッド
１１の場合には、板ばね３９全体の付勢力が数十キログ
ラムになるため、各ヒータボードに１３に対応して仕切
られた部分の付勢力が４〜５kgとなるように、切り欠き
部４７を形成することが好ましい。

【００３２】このように、上述した溝３２や凹部３４が
形成された溝付き部材１４は、上述した板ばね３９など
を有する接合ユニット１６を介してヒータボード１３上
に固定され、溝付き部材１４の底面は、ヒータボード１
３の上面に密着状態で接合される。この場合、ヒータボ
ード１３の各電気熱変換体１８がそれぞれ溝３２と正対
するように、ヒータボード１３と溝付き部材１４とが位
置決めされ、溝付き部材１４のフランジ部３０がベース
プレート１２およびヒータボード１３の前端面に密着状
態で押し当てられる。本実施例におけるインクジェット
ヘッド１１は、２１２mmの印字幅に対応して３００８個
の吐出口３１を有するように、２４個のヒータボード１
３を用いている。

【００３３】これにより、一端がそれぞれ吐出口３１と
なった複数の液路２９がヒータボード１３の前端部上面
と溝付き部材１４の各溝３２との間に形成され、さらに
これら液路２９の他端にそれぞれ連通する共通液室３５
がヒータボード１３の中央部上面と溝付き部材１４の凹
部３４との間に形成される。そして、電気熱変換体１８
に対する通電によって電気熱変換体１８が発熱し、この
電気熱変換体１８が臨む液路２９内の液体が加熱されて
発泡し、この発泡のエネルギによって液路２９内の液体
が吐出口３１から液滴となって吐出される。

【００３４】上述した溝付き部材１４を構成する材料と
しては、所定間隔Ｐの溝３２を正確に形成できるような
ものであれば良いが、機械的強度や寸法安定性および耐
インク性などに優れたものであることが好ましい。この
ような条件を満足する材料としては、エポキシ樹脂, ア
クリル樹脂, ジグリコール, ジアルキルカーボネート樹
脂, 不飽和ポリエステル樹脂, ポリウレタン樹脂, ポリ
イミド樹脂, メラミン樹脂, フェノール樹脂, 尿素樹脂
などを挙げることができ、特にその成型性や耐インク性
などの観点から、ポリサルフォンやポリエーテルサルフ
ォンなどを採用することが好ましい。

【００３５】なお、ヒータボード１３と溝付き部材１４
とを接合するに際し、これらの位置決めを予め行う必要
があるため、上述した板ばね３９の押圧力を解除してお
く必要がある。このためのばね力調整治具４４について
以下に説明しておく。

【００３６】本実施例におけるばね力調整治具４４が装
着されたインクジェットヘッド１１の断面構造を表す図
１２に示すように、ばね力調整治具４４は、ばねホルダ
４５の後方から突出する板ばね３９の基端部に係止する
係止部５０が形成された調整ナット５１と、この調整ナ
ット５１にねじ込まれる調整ねじ５２と、この調整ねじ
５２が貫通する長孔５３を形成したばね力調整レバー５
４とを有する。板ばね３９の開口部４８の先端側には、
ばね力調整レバー５４の先端部に形成した係止部５５が
係止しており、上述した調整ねじ５２に対する調整ナッ
ト５１のねじ込み量を変えることにより、調整ナット５
１の係止部５０がてことなって、ばね力調整レバー５４
の先端部の位置が図１２中、上下に変位する結果、溝付
き部材１４に対する板ばね３９の押圧力の解除を行うこ
とができるようになっている。

【００３７】具体的には、調整ねじ５２を右回転するこ
とにより、調整ナット５１をばね力調整レバー５４に押
し当て、これによって板ばね３９の押圧面４１を溝付き
部材１４のばね受け部４２から引き離し、ヒータボード
１３に対する溝付き部材１４の押圧力を解除する。この
状態にてヒータボード１３と溝付き部材１４との位置決
めを行った後、調整ナット５１を左回転して調整ナット
５１の係止部５０を板ばね３９の基端部から引き離し、
これによって板ばね３９に対するばね力調整レバー５４
の係止部５５の係止状態を解除し、板ばね３９の押圧面
４１が溝付き部材１４のばね受け部４２に押し当ってヒ
ータボード１３に溝付き部材１４が接合される。しかる
後、このばね力調整治具４４をインクジェットヘッド１
１から取り外せばよい。

【００３８】このように、ばね力調整治具４４を使用す
ることによって、ヒータボード１３と溝付き部材１４と
の位置決め後の接合作業を容易に行うことができる。ま
た、接合ユニット１６の板ばね３９の開口部４８は、上
述したばね力調整レバー５４の係止部５５を係止させる
ために機能する他、溝付き部材１４およびヒータボード
１３と配線基板１７とのワイヤボンディング部５６の封
止のための封止剤を注入するための注入口としても機能
するようになっている。

【００３９】かかるインクジェットヘッド１１は、図１
３に示す如き製造手順に従って製造される。すなわち、
まず、図６に示す如きベースプレート１２を製造する一
方、薄膜形成技術を利用して電気熱変換体１８が設けら
れたヒータボード１３を用意しておく。

【００４０】次に、用意された複数のヒータボード１３
をベースプレート１２のヒータボード支持部２４に位置
決め工具などを使用して高精度に位置決め状態で配列す
る。この場合、位置決めされたヒータボード１３は、ベ
ースプレート１２の下部に設置したバキューム工具によ
って、吸引用の開口２８から吸引されて仮固定状態に保
持される（ステップａ参照）。

【００４１】次に、ベースプレート１２の接着剤供給溝
２６から接着剤２０を流し込む。注入された接着剤２０
は、接着剤供給溝２６に連通する各凹部２７に毛細管現
象によって入り込んで行く。その後、接着剤２０を放置
乾燥させ、ヒータボード１３をベースプレート１２上に
完全に固定した後、バキューム工具による吸引を停止す
る。ヒータボード１３をさらに強力に固定する必要があ
る場合には、吸引用の開口２８から接着剤２０を注入す
るようにしてもよい（ステップｂ参照）。

【００４２】ベースプレート１２に対するヒータボード
１３の固定が完了した後、ベースプレート１２およびヒ
ータボード１３の吐出口３１側の端面の段差をなくすた
め、これらの端面を研削加工して溝付き部材１４のフラ
ンジ部３０との密着性を確保する（ステップｃ参照）。

【００４３】次に、位置決め用の突起部２５を利用して
ベースプレート１２上に配線基板１７を位置決め状態で
接着する。これにより配線基板１７に設けられた電極パ
ッド２２とヒータボード１３に設けられた電極パッド１
９とが個々に対応する所定の位置関係となる。そして、
配線基板１７に設けられた電極パッド２２とヒータボー
ド１３に設けられた電極パッド１９とをワイヤボンディ
ングにより電気的に接続する。この時、ワイヤボンディ
ング部５６の導通チェックも行う（ステップｄ参照）。

【００４４】そして、配線基板１７の上から接合ユニッ
ト１６をベースプレート１２に取り付け（ステップｅ参
照）、さらにばね力調整治具４４を装着して溝付き部材
１４に対する板ばね３９の押圧力を解除する（ステップ
ｆ参照）。

【００４５】このようにして、溝付き部材１４をヒータ
ボード１３上でフリー状態にしたのち、溝付き部材１４
の溝３２とヒータボード１３の電気熱変換体１８とが正
しい位置関係となるように溝付き部材１４の位置決めを
行い（ステップｇ参照）、ばね力調整治具４４を操作し
て板ばね３９の押圧力を復元させ、溝付き部材１４をヒ
ータボード１３に接合する（ステップｈ参照）。この
時、板ばね３９の押圧力の復元は、板ばね３９の長手方
向中央部側から両端部に向けて順に行うことが望まし
い。これによって、溝付き部材１４の反りを矯正しつつ
これを撓むことなくヒータボード１３に押し当てること
ができ、その長手方向の全域に亙って良好な接合伏態を
確保することができる。溝付き部材１４をヒータボード
１３に接合した後、ばね力調整治具４４はインクジェッ
トヘッド１１から取り外される。

【００４６】次に、液体供給ユニット１５の液体配管４
３が溝付き部材１４の両端から突出する液体供給管３６
に連通するように、液体供給ユニット１５がベースプレ
ート１２に熱溶着などによって固定される（ステップｉ
参照）。液体供給管３６に対する液体の供給は、この液
体供給管３６の両端部から同時に供給しても構わない
し、また、何れか一方から循環供給するようにしても構
わない。

【００４７】最後に、図示しないヘッドカバーがベース
プレート１２を覆うように取り付けられ（ステップｊ参
照）、このヘッドカバーに形成された開口部および溝付
き部材１４の開口部４８から溝付き部材１４およびワイ
ヤボンディング部５６に封止剤を注入してインクジェッ
トヘッド１１を完成する（ステップｋ参照）。

【００４８】上述した実施例では、吐出口面２９の吐出
口３１が開口する部分に窪み部５７を形成したインクジ
ェットヘッド１１について説明したが、窪み部５７を有
しないインクジェットヘッド１１にも応用することが可
能である。

【００４９】このような本発明によるインクジェットヘ
ッドの概略構造を図１４に示すが、先の実施例と同一機
能の要素には、これと同一符号を記すに止め、重複する
説明は省略するものとする。すなわち、溝付き部材１４
の正面は、単一の平面に形成され、ここが吐出口面２９
となって吐出口３１が開口している。また、溝付き部材
１４にはその長手方向に沿って液体供給路３７が一体的
に形成され、先の実施例の如き液体供給管３６を省略し
ている。

【００５０】本実施例では、先の実施例の如き窪み部５
７を吐出口面２９に形成する必要がなくなるが、吐出口
３１の周囲に付着するインク滴が図示しないプリント媒
体に付着する可能性が先の実施例よりも高くなる虞があ
る。

【００５１】上述したようなインクジェットヘッド１１
の取り付け部を有する本発明によるインクジェット装置
の一実施例の概略構造を図１５に示す。すなわち、本実
施例のインクジェット装置は、フルラインタイプのカラ
ープリンタであり、イエロー色インク, マゼンタ色イン
ク, シアン色インク, ブラック色インクをそれぞれ蓄え
た４つのインクタンク６１Ｙ, ６１Ｍ, ６１Ｃ, ６１Ｂ
（以下、これらをまとめてインクタンク６１と記述す
る）には、それぞれ接続配管４３を介して４つのインク
ジェットヘッド１１Ｙ, １１Ｍ, １１Ｃ, １１Ｂ（以
下、これらをまとめてインクジェットヘッド１１と記述
する）の液体供給管３６（図示省略）が接続しており、
各インクタンク６１は、接続配管４３に対して交換可能
に連結される。

【００５２】制御装置６２に接続するヘッドドライバ６
３によって各電気熱変換体１８（図示省略）に対する通
電のオン／オフがそれぞれ切り換えられるインクジェッ
トヘッド１１は、図１〜１１に示した実施例のものと基
本的な構造は全く同じであり、無端の搬送用ベルト６４
を挟んでプラテン６５と対向するように、搬送用ベルト
６４の搬送方向に沿って所定間隔で配列している。そし
て、制御装置６２によって作動が制御される回復処理の
ためのヘッド移動手段６６により、プラテン６５との対
向方向に昇降し得るようになっている。各インクジェッ
トヘッド１１の側方には、プリント用紙６７に対するプ
リント作業に先立ち、液路２９内に介在する古いインク
を吐出口３１から吐出してインクジェットヘッド１１の
回復処理を行うためのヘッドキャップ６８がインクジェ
ットヘッド１１の配列間隔に対して半ピッチずらした状
態で配置され、制御装置６２によって作動が制御される
キャップ移動手段６９により、それぞれインクジェット
ヘッド１１の直下に移動し、吐出口３１から吐出される
廃インクを受けるようになっている。

【００５３】プリント用紙６７を搬送する搬送用ベルト
６４は、ベルト駆動モータ７０に連結された駆動ローラ
７１に巻き掛けられ、制御装置６２に接続するモータド
ライバ７２によってその作動が切り換えられる。また、
搬送用ベルト６４の上流側には、この搬送用ベルト６４
を帯電することにより、プリント用紙６７を搬送用ベル
ト６４に密着させるための帯電器７３が設けられてお
り、この帯電器７３は、制御装置６２に接続する帯電器
ドライバ７４によって、その通電のオン／オフが切り換
えられる。搬送用ベルト６４の上にプリント用紙６７を
供給するための一対の給紙ローラ７５には、これら一対
の給紙ローラ７５を駆動回転させるための給紙用モータ
７６が連結され、この給紙用モータ７６は、制御装置６
２に接続するモータドライバ７７によって作動が切り換
えられる。

【００５４】従って、プリント用紙６７に対するプリン
ト作業に先立ち、インクジェットヘッド１１がプラテン
６５から離れるように上昇し、次いでヘッドキャップ６
５がこれらインクジェットヘッド１１の直下に移動して
インクジェットヘッド１１の回復処理を行った後、ヘッ
ドキャップ６５を元の待機位置へ移動させ、さらにイン
クジェットヘッド１１をプリント位置までプラテン６５
側に移動する。そして、帯電器７３を作動させると同時
に搬送用ベルト６４を駆動し、さらに給紙ローラ７５に
よってプリント用紙６７を搬送用ベルト６４上に載置
し、各インクジェットヘッド１１によって所定の色画像
がプリント用紙６７にプリントされる。

【００５５】なお、本発明は、特にインクジェット方式
の中でも、液体の吐出を行わせるために利用されるエネ
ルギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば、電
気熱変換体やレーザ光など）を具え、前記熱エネルギー
により液体の状態変化を生起させる方式のインクジェッ
トヘッドや、インクジェットカートリッジ、あるいはイ
ンクジェット装置において優れた効果をもたらすもので
ある。かかる方式によれば、プリントの高密度化および
高精細化が達成できるからである。

【００５６】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書や、同第４７４
０７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用い
て行うものが好ましい。この方式は、いわゆるオンデマ
ンド型およびコンティニュアス型の何れにも適用可能で
あるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体が保持
されているシートや液路に対応して配置される電気熱変
換体に、プリント情報に対応していて核沸騰を越える急
速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加
することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発生
させ、インクジェットヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じ
させ、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体内
の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長お
よび収縮により、吐出口を介してインクを吐出させ、少
なくとも１つの液滴を形成する。この駆動信号をパルス
形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるの
で、特に応答性に優れた液体の吐出が達成でき、より好
ましい。このパルス形状の駆動信号としては、米国特許
第４４６３３５９号明細書や、同第４３４５２６２号明
細書に記載されているようなものが適している。なお、
上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４
３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用する
と、さらに優れたプリントを行うことができる。

【００５７】また、インクジェットヘッドの構成として
は、上述の各明細書に開示されているような吐出口と液
路と電気熱変換体との組合せ構成（直線状液液路または
直角液液路）の他に、熱作用部が屈曲する領域に配置さ
れている構成を開示する米国特許第４５６８３３３号明
細書や、米国特許第４４５９６００号明細書を用いた構
成も本発明に含まれるものである。加えて、複数の電気
熱変換体に対し、共通するスリットを電気熱変換体の吐
出部とする構成を開示する特開昭５９−１２３６７０号
公報や、熱エネルギーの圧力波を吸収する開孔を吐出部
に対応させる構成を開示した特開昭５９−１３８４６１
号公報に基いた構成としても、本発明の効果は有効であ
る。すなわち、インクジェットヘッドの形態がどのよう
なものであっても、本発明によればプリントを確実に効
率良く行うことができるようになるからである。

【００５８】以上説明した本発明の実施例においては、
室温やそれ以下で固化し、室温で軟化もしくは液化する
ものを用いても良く、あるいはインクジェット方式では
液体自体を３０℃以上７０℃以下の範囲内で温度調整を
行って液体の粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御
するものが一般的であるから、使用プリント信号付与時
に液状をなすものを用いてもよい。加えて、熱エネルギ
ーによる昇温を、固形状態から液体状態への状態変化の
エネルギーとして使用させることで積極的に防止するた
め、または液体の蒸発を防止するため、放置状態で固化
し加熱によって液化する液体を用いてもよい。何れにし
ても、熱エネルギーのプリント信号に応じた付与によっ
て液化し、液体が吐出されるものや、プリント媒体に到
達する時点ではすでに固化し始めるものなどのような、
熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質のもの
を使用する場合も、本発明は適用可能である。このよう
な場合の液体は、特開昭５５−５６８４７号公報あるい
は特開昭６０−７１２６０号公報に記載されるような、
多孔質シート凹部または貫通孔に液状又は固形物として
保持された状態で、電気熱変換体に対して対向するよう
な形態としてもよい。本発明においては、上述した各液
体に対して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実
行するものである。

【００５９】さらに加えて、本発明に係るインクジェッ
ト装置の形態としては、ワードプロセッサやコンピュー
タ等の情報処理機器の画像出力端末として一体または別
体に設けられるものの他、リーダと組み合せた複写装
置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の形
態を採るものや、特に長尺のインクジェットヘッドの要
求の高い捺染装置、および捺染装置と前処理装置, 後処
理装置とを組み込んだ捺染システムにおいてもプリント
むらのない長尺インクジェットヘッドを提供することが
でき、高精細高画質のプリントが可能な捺染装置及びシ
ステムを提供することができる。

【００６０】

【発明の効果】本発明によると、溝付き部材に溝の形成
領域と対応したばね受け部を突設し、このばね受け部に
接合ユニットのばね部材の押圧面を押し当てるようにし
たので、ばね部材の押圧力を常に溝付き部材の溝の形成
領域に集中させることができ、吐出エネルギー発生部が
設けられた基板と溝付き部材との密着性を良好に保って
クロストークのない良好なプリント品質を確保すること
ができる。

【００６１】また、ばね部材の押圧面に面取り部を形成
したり、あるいは押圧面を平滑に加工するような必要性
がなくなり、組み立てが容易で製造コストを削減するこ
とが可能なインクジェットヘッドを提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２と共に本発明によるインクジェットヘッド
の概念を表す断面図である。

【図２】図１と共に本発明によるインクジェットヘッド
の概念を表す断面図である。

【図３】本発明によるインクジェットヘッドの外観を概
略的に表す斜視図である。

【図４】図３に示したインクジェットヘッドの分解斜視
図である。

【図５】図３に示したインクジェットヘッドにおけるベ
ースプレートとヒータボードとの接合部分を抽出拡大し
た断面図である。

【図６】図３に示したインクジェットヘッドにおけるベ
ースプレートの平面図である。

【図７】図３に示したインクジェットヘッドにおける溝
付き部材の正面図である。

【図８】図７に示した溝付き部材の平面図である。

【図９】図７および図８に示した溝付き部材の底面図で
ある。

【図１０】図７中のＸ−Ｘ矢視断面の拡大図である。

【図１１】図３に示したインクジェットヘッドにおける
接合ユニットの平面図である。

【図１２】図３に示したインクジェットヘッドにばね力
調整治具を組み込んだ状態の断面図である。

【図１３】本発明によるインクジェットヘッドの製造工
程の一例を表すフローチャートである。

【図１４】本発明によるインクジェットヘッドの他の実
施例の主要部の概略構造を表す断面図である。

【図１５】本発明によるインクジェット装置の一実施例
の概念図である。

【図１６】図１７と共に従来のインクジェットヘッドの
主要部の概略構造を表す断面図である。

【図１７】図１６と共に従来のインクジェットヘッドの
主要部の概略構造を表す断面図である。

【符号の説明】

１１ インクジェットヘッド １２ ベースプレート １３ ヒータボード １４ 溝付き部材 １５ 液体供給ユニット １６ 接合ユニット １７ 配線基板 １８ 電気熱変換体 １９ 電極パッド ２０ 接着剤 ２１ 封止剤 ２２ 電極パッド ２３ コネクタ ２４ ヒータボード支持部 ２５ 突起部 ２６ 接着剤供給溝 ２７ 凹部 ２８ 開口 ２９ 吐出口面 ３０ フランジ部 ３１ 吐出口 ３２ 溝 ３３ 液路 ３４ 凹部 ３５ 共通液室 ３６ 液体供給管 ３７ 液体供給路 ３８ 液体供給孔 ３９ 板ばね ４０ 位置規制部 ４１ 押圧面 ４２ ばね受け部 ４３ 液体配管 ４４ ばね力調整治具 ４５ ばねホルダ ４６ 切り起こし部 ４７ 切り欠き部 ４８ 開口部 ４９ 折り曲げ部 ５０ 係止部 ５１ 調整ナット ５２ 調整ねじ ５３ 長孔 ５４ ばね力調整レバー ５５ 係止部 ５６ ワイヤボンディング部 ５７ 窪み部 ５８ 面取り部 ６１Ｙ, ６１Ｍ, ６１Ｃ, ６１Ｂ インクタンク ６２ 制御装置 ６３ ヘッドドライバ ６４ 搬送用ベルト ６５ プラテン ６６ ヘッド移動手段 ６７ プリント用紙 ６８ ヘッドキャップ ６９ キャップ移動手段 ７０ ベルト駆動モータ ７１ 駆動ローラ ７２ モータドライバ ７３ 帯電器 ７４ 帯電器ドライバ ７５ 給紙ローラ ７６ 給紙用モータ ７７ モータドライバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小俣 好一 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 但馬 裕基 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 小泉 寛 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれ液滴を吐出するための吐出エネ
   ルギー発生部が設けられた基板と、前記吐出エネルギー
   発生部に対応する溝およびこれら溝の一端にそれぞれ連
   通する吐出口が形成された溝付き部材と、この溝付き部
   材の前記溝が形成された面を前記基板に押し当ててこれ
   らを接合するための接合ユニットとを具え、前記基板と
   前記溝付き部材とを接合することにより前記吐出口にそ
   れぞれ連通する液路を形成し、前記吐出エネルギー発生
   部に対応した前記液路から前記吐出口を介して液滴を吐
   出させるようにしたインクジェットヘッドであって、 前記接合ユニットは、前記溝が形成された面と反対側の
   前記溝付き部材の面に当接する押圧面を持ったばね部材
   を有し、 前記溝付き部材は、前記溝が形成された面と反対側の面
   から突出して前記ばね部材の前記押圧面が当接するばね
   受け部を有し、このばね受け部は、前記溝の形成領域に
   対応して設けられていることを特徴とするインクジェッ
   トヘッド。
2. 【請求項２】 前記吐出口が開口する前記溝付き部材の
   吐出口面に対して前記溝の長手方向に沿った当該ばね受
   け部の反対側に位置する後端は、前記吐出口と反対側の
   前記溝の後端を含む前記溝が形成された面と垂直な平面
   内に位置するか、あるいはこの平面よりも前記吐出口面
   側に位置することを特徴とする請求項１に記載のインク
   ジェットヘッド。
3. 【請求項３】 前記ばね受け部の前記溝の長手方向に沿
   った先端側は、前記吐出口面側に臨んでいることを特徴
   とする請求項１または請求項２に記載のインクジェット
   ヘッド。
4. 【請求項４】 前記溝付き部材には、前記ばね部材の先
   端面の位置を規制する位置規制部が前記ばね受け部の先
   端側にさらに突出状態で形成されていることを特徴とす
   る請求項１または請求項２に記載のインクジェットヘッ
   ド。
5. 【請求項５】 前記溝の長手方向に沿った前記ばね受け
   部の長さは、前記溝の長手方向に沿った前記ばね部材の
   前記押圧面の長さよりも小さいことを特徴とする請求項
   １から請求項４の何れかに記載のインクジェットヘッ
   ド。
6. 【請求項６】 前記吐出口が開口する前記溝付き部材の
   吐出口面から前記溝の長手方向に沿った前記ばね受け部
   の後端までの距離は、前記吐出口面から前記溝の長手方
   向に沿った当該溝の後端までの距離以下に設定されてい
   ることを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記
   載のインクジェットヘッド。
7. 【請求項７】 前記溝付き部材には、前記吐出口と反対
   側の前記溝の後端に連通して液体が供給される共通液室
   となる凹部が形成されていることを特徴とする請求項１
   から請求項６の何れかに記載のインクジェットヘッド。
8. 【請求項８】 前記吐出エネルギー発生部は、液体に膜
   沸騰を生じさせて前記吐出口から液体を吐出させるため
   の熱エネルギーを発生する電気熱変換体を有することを
   特徴とする請求項１から請求項７の何れかに記載のイン
   クジェットヘッド。
9. 【請求項９】 液体は、インクおよび／またはプリント
   媒体に吐出されるインクの特性を調整する処理液である
   ことを特徴とする請求項１から請求項８の何れかに記載
   のインクジェットヘッド。
10. 【請求項１０】 それぞれ液滴を吐出するための吐出エ
    ネルギー発生部が設けられた基板と、前記吐出エネルギ
    ー発生部に対応する溝およびこれら溝の一端にそれぞれ
    連通する吐出口が形成された溝付き部材と、この溝付き
    部材の前記溝が形成された面を前記基板に押し当ててこ
    れらを接合するための接合ユニットとを有し、前記基板
    と前記溝付き部材とを接合することにより前記吐出口に
    それぞれ連通する液路を形成し、前記吐出エネルギー発
    生部に対応した前記液路から前記吐出口を介して液滴を
    吐出させるようにしたインクジェットヘッドの取り付け
    部を具えたインクジェット装置であって、 前記接合ユニットは、前記溝が形成された面と反対側の
    前記溝付き部材の面に当接する押圧面を持ったばね部材
    を有し、 前記溝付き部材は、前記溝が形成された面と反対側の面
    から突出して前記ばね部材の前記押圧面が当接するばね
    受け部を有し、このばね受け部は、前記溝の形成領域に
    対応して設けられていることを特徴とするインクジェッ
    ト装置。
11. 【請求項１１】 前記吐出口は、プリント媒体のプリン
    ト領域の全幅に亙って配列していることを特徴とする請
    求項１０に記載のインクジェット装置。